运行联合循环功率装置的方法和执行该方法的装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103321750 A (43)申请公布日 2013.09.25 CN 103321750 A *CN103321750A* (21)申请号 201310087699.5 (22)申请日 2013.03.19 12160146.2 2012.03.19 EP F02C 6/00(2006.01) F02C 7/057(2006.01) F01K 15/00(2006.01) (71)申请人 阿尔斯通技术有限公司 地址 瑞士巴登 (72)发明人 A. 布里格亨蒂 D.S. 利利 K. 弗拉尼察 A. 内梅特 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 7200

2、1 代理人 李强 严志军 (54) 发明名称 运行联合循环功率装置的方法和执行该方法 的装置 (57) 摘要 本发明涉及运行联合循环功率装置的方法和 执行该方法的装置。公开一种用于运行燃气涡轮 (11) 的方法， 燃气涡轮 (11) 包括 ： 压缩机 (14)， 其配备有可变入口导叶 (13)， 并且在其入口处 接收入口空气流， 入口空气流经过影响温度式空 气入口系统 (12a) ； 燃烧器 (15， 15 ) ； 以及涡轮 (16， 16 )。在闭环控制方案中， 产生指示涡轮出 口温度 (TAT2) 的控制变量， 并且根据所述控制变 量来控制空气入口系统 (12a) 和 / 或可变入口导 叶

3、(13)， 使得涡轮出口温度(TAT2)保持在期望设 定值 (TAT2) 处或在期望设定值之上。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103321750 A CN 103321750 A *CN103321750A* 1/2 页 2 1. 一种用于运行联合循环功率装置的方法， 包括， 燃气涡轮 (11)， 其具有 ： 影响入口温度式空气入口系统 (12a-c)， 其用于调节入口空气 的温度 ； 在所述影响入口温度式

4、空气入口系统 (12a-c) 下游的压缩机 (14)， 其用于提高所 述空气的压力， 并且配备有用于调节入口质量流量的可变入口导叶 (13) ； 在所述压缩机下 游的至少一个燃烧器 (15， 15 )， 其用于燃烧燃料与来自所述压缩机 (14) 的压缩空气 ； 以及 在所述燃烧器 (15， 15 ) 下游的至少一个涡轮 (16， 16 )， 其用于使热的燃烧气体膨胀， 从而 产生机械功率 ； 在所述燃气涡轮 (11) 下游的 HRSG(18)， 其用于产生流通蒸汽 ； 蒸汽涡轮 (19)， 其用于使所述流通蒸汽膨胀， 从而产生机械功率 ； 以及 控制系统 (22)， 其特征在于， 在闭环控制方

5、案中， 产生指示流通蒸汽温度 (Tsteam) 的控 制变量， 并且根据所述控制变量来控制所述影响入口温度式空气入口系统 (12a-c) 和 / 或 所述可变入口导叶(13)， 使得所述流通蒸汽温度(Tsteam)保持在期望目标蒸汽温度(Tsteam,t) 处或在所述期望目标蒸汽温度 (Tsteam,t) 之上。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 直接测量所述流通蒸汽温度 (Tsteam)， 并 且测量的温度用作所述控制变量。 3. 根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述涡轮出口温度(TAT2)用作指示所述 流通蒸汽温度 (Tsteam) 的变量， 而所述涡轮出口温度

6、 (TAT2) 用作所述控制变量。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 直接测量所述涡轮出口温度 (TAT2)。 5. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 根据在线热平衡计算来计算所述涡轮出 口温度 (TAT2)。 6. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 测量所述燃气涡轮 (11) 的出口处的排 放， 并且将所述排放用作所述控制变量。 7. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 在所述燃气涡轮 (11) 的其它部分处， 尤 其在所述涡轮 (16， 16 ) 的最后一级导叶处测量温度， 并且将这个测量的温度用作控制变 量。 8. 根据权利要求 1 至

7、 8 中的任一项所述的方法， 其特征在于， 所述入口空气在所述影 响入口温度式空气入口系统(12a)中被加热， 直到所述流通蒸汽温度(Tsteam)在所述目标蒸 汽温度 (Tsteam,t) 处或在所述目标蒸汽温度 (Tsteam,t) 之上为止。 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 来自所述压缩机的后级的压缩空气用来 加热所述影响入口温度式空气入口系统 (12a) 中的入口空气。 10. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 烟道气的一部分被再循环， 并且被混合 到所述影响入口温度式空气入口系统 (12d) 中的入口空气， 以加热所述入口空气。 11. 根据权利要求1

8、至10中的任一项所述的方法， 其特征在于， 在部分负载运行期间， 减小所述燃气涡轮(11)的冷却空气质量流量， 并且/或者提高冷却空气冷却器的再冷却温 度， 以提高所述流通蒸汽温度 (Tsteam)。 12. 根据权利要求1至7中的任一项所述的方法， 其特征在于， 吸入空气在所述影响入 口温度式入口系统(12b)中冷却， 以使所述流通蒸汽温度(Tsteam)降低到所述目标蒸汽温度 (Tsteam,t)。 13. 根据权利要求 1 至 12 中的任一项所述的方法， 其特征在于， 通过控制所述可变入 权 利 要 求 书 CN 103321750 A 2 2/2 页 3 口导叶 (13) 的位置和所

9、述涡轮入口温度来控制所述装置的输出功率， 以及， 通过调节所述 影响入口温度式空气入口系统 (12) 中的入口温度来控制所述流通蒸汽温度 (Tsteam)。 14. 根据权利要求 1 至 13 中的任一项所述的方法， 其特征在于， 根据蒸汽涡轮转子和 / 或蒸汽涡轮定子部分的温度来确定所述流通蒸汽温度 (Tsteam)。 15. 一种联合循环功率装置， 包括， 燃气涡轮 (11)， 其具有 ： 影响入口温度式空气入口系统 (12a-c)， 其用于调节入口空气 的温度 ； 在所述影响入口温度式空气入口系统 (12a-c) 下游的压缩机 (14)， 其用于提高所 述空气的压力， 并且配备有用于调节

10、入口质量流量的可变入口导叶 (13) ； 在所述压缩机下 游的至少一个燃烧器 (15， 15 )， 其用于燃烧燃料与来自所述压缩机的压缩空气 ； 在所述燃 烧器下游的至少一个涡轮 (16， 16 )， 其用于使热的燃烧气体膨胀， 从而产生机械功率 ； 在所述燃气涡轮 (11) 下游的 HRSG(18)， 其用于产生流通蒸汽 ； 蒸汽涡轮 (18)， 其用于使所述流通蒸汽膨胀， 从而产生机械功率 ； 以及 控制系统 (22)， 其特征在于， 所述控制系统 (22) 包括闭环控制方案， 所述闭环控制方 案构造成产生指示所述流通蒸汽温度 (Tsteam1) 的控制变量， 以及根据所述控制变量来控制

11、所述影响入口温度式空气入口系统 (12a-c) 和 / 或所述可变入口导叶 (13)， 使得在所述联 合循环功率装置的运行期间， 所述流通蒸汽温度 (Tsteam) 保持在期望目标蒸汽温度 (Tsteam,t) 处或在期望目标蒸汽温度 (Tsteam,t) 之上。 权 利 要 求 书 CN 103321750 A 3 1/7 页 4 运行联合循环功率装置的方法和执行该方法的装置 技术领域 0001 本发明涉及联合循环功率装置的技术。其涉及用于运行联合循环功率装置的方 法， 该装置具有影响入口温度式空气入口系统， 该系统具有用于调节入口质量流量的可变 入口导叶。本发明进一步涉及用于与这种方法一起

12、使用的联合循环功率装置。 背景技术 0002 在部分负载下， 燃气涡轮 (GT) 的涡轮出口或排气温度 (TAT) 急剧降低 ( 参见例如 文献 EP 0 7184 702 A2)。以联合循环的方式 ( 通过 HRSG) 联接到燃气涡轮上的水 / 蒸汽 循环无法在低温下有效地运行。 特别地， 瞬时冷却对相应的蒸汽涡轮造成的寿命消耗较高。 0003 对于进行顺序 (sequential) 燃烧的燃气涡轮， 特殊的低负载运行概念 (LLOC) 提 供这样的可能性， 即， 整个联合循环装置保持运行， 并且在功率需求低和 / 功率收费低的时 间期间， 在符合排放的情况下， 联合循环装置在非常低的负载

13、(25%) 下连接到电网上， 燃 气涡轮的第一燃烧器以稀薄运行的方式运行， 而非关闭它， 这具有所有相关优点。 0004 低负载运行概念 在电网需求低的期间时， 例如在夜晚或周末期间时， 避免频繁的功率装置启动 - 停 止 - 循环。避免启动 - 停止循环使主要装置装备的应力积聚和寿命消耗降低， 甚至是对于 未安装寿命计数器的装备 ( 热回收蒸汽发生器 HRSG、 管道系统等 ) ； 以及 使装置保持以非常低的负载运行， 从而允许非常快速地响应急剧的功率需求以及 / 或者提高的点火差价 ( 电价和燃料价格之间的毛利 )。 0005 低负载运行概念利用了， 使顺序 ( 第二 ) 燃烧器减速到低的

14、部分负载， 同时较高 地燃烧第一燃烧器。低负载运行概念参数由 GT 运行参数确定， 例如压缩机可变入口导叶 (VIGV) 设置和燃烧温度。 0006 但是， 已知的 LLOC 仍然可导致排气温度降低， 而且典型地仍然具有一些缺点 ： 对低负载运行的准备时间长， 从而限制运行柔性， 因为蒸汽涡轮 (ST) 必须逐渐冷却 到足够低的温度 ； 对蒸汽涡轮的等效运行时间 (EOH) 有影响， 因为蒸汽温度降低 ； 以及 使加载到基础负载的速度受到蒸汽涡轮应力的限制。 0007 以下说明可消除这些缺陷 ： 无准备时间 ： 操作者可在任何需要的时间启动 LLOC 模式 ； 对蒸汽涡轮没有 EOH 影响，

15、因为蒸汽温度降低得较少 ； 快速加载 / 卸载。 0008 例如从EP 2 180 165 A2中得知使用压缩机出口气体再循环以及使用空气调节系 统来控制燃气涡轮的入口温度， 以实现防冰操作。 0009 另一份文献 (JP 4684968 B2) 公开一种高水分燃气涡轮装置和相应的控制方法， 该装置在非额定负载运行中在输出和效率方面极好。高水分燃气涡轮装置包括 ： 涡轮 ； 压 缩机 ； 用于对压缩空气增湿的增湿塔 ； 用于用排气来加热被增湿空气的再生性热交换器 ； 说 明 书 CN 103321750 A 4 2/7 页 5 燃烧器， 其以受加热的空气和燃料运行， 以便产生燃烧气体 ； 控制

16、燃烧空气的流率的压缩机 入口导叶 ； 压缩机出口压力检测器 ； 排气温度检测器 ； 供水量检测器， 其检测供应到增湿塔 的量 ； 以及控制装置， 其根据压缩机出口压力检测器检测到的输出压力和供水量检测器检 测到的供水量来计算排气温度的设定值， 使得通过使用用压缩机的出口压力限定在部分负 载运行中的排气温度的设定值的函数， 调节压缩机入口导叶的开度， 以使排气温度接近计 算设定值。 发明内容 0010 本公开的目标是提供一种用于运行联合循环功率装置 CCPP 的方法。 0011 本公开的另一个目标是提供一种用于与根据本发明的方法一起使用的 CCPP。 0012 本公开的一方面是要提出一种用于运行

17、联合循环功率装置的方法， 该方法允许以 低的部分负载运行。 提出该方法来用于一种联合循环功率装置， 该装置包括燃气涡轮， 燃气 涡轮具有 ： 影响入口温度式空气入口系统， 其用于调节入口空气的温度 ； 在影响入口温度 式空气入口系统下游的压缩机， 其用于提高空气的压力， 并且配备有用于调节入口质量流 量的可变入口导叶 ； 在压缩机下游的至少一个燃烧器， 其用于燃烧燃料与来自压缩机的压 缩空气 ； 以及在燃烧器下游的至少一个涡轮， 其用于使热的燃烧气体膨胀， 从而产生机械功 率。 联合循环功率装置进一步包括 ： 在燃气涡轮下游的HRSG， 其用于产生流通蒸汽 ； 蒸汽涡 轮， 其用于使流通蒸汽膨

18、胀， 从而产生机械功率 ； 以及控制系统。 根据提出的方法， 在闭环控 制方案中产生指示流通蒸汽温度的控制变量， 并且根据该控制变量来控制影响入口温度式 空气入口系统和 / 或可变入口导叶， 使得流通蒸汽温度保持在期望目标蒸汽温度处或在期 望目标蒸汽温度之上。 0013 根据公开的方法的实施例， 直接测量流通蒸汽温度， 并且测量的温度用作控制变 量。 0014 根据方法的另一个实施例， 涡轮出口温度用作指示流通蒸汽温度的变量， 而涡轮 出口温度用作控制变量。 0015 根据此方法的另一个实施例， 直接测量涡轮出口温度。 0016 根据方法的另一个实施例， 根据在线热平衡计算来计算涡轮出口温度，

19、 并且将该 涡轮出口温度用作指示流通蒸汽温度的变量。 0017 根据方法的另一个实施例， 测量燃气涡轮的出口处的排放， 尤其是 NOx， 并且将该 排放用作控制变量。 0018 根据方法的又一个实施例， 在燃气涡轮的其它部分处， 尤其在测量涡轮的最后一 级导叶处测量温度， 并且将这个测量的温度用作控制变量。 0019 根据方法的另一个实施例， 入口空气在影响入口温度式空气入口系统中被加热， 直到流通蒸汽温度在目标蒸汽温度处或在目标蒸汽温度之上为止。为了执行这个方法， 影 响空气入口温度式空气入口系统设计成加热入口空气。 0020 特别地， 来自压缩机的后级的压缩空气用来加热影响空气入口温度式空

20、气入口系 统中的入口空气。后级是第一压缩机级的下游的任一级。通常， 压缩机的第二半部的级被 称为后级。更特别地， 压缩机最后两级或三级可被称为后级。 0021 根据方法的另一个实施例， 烟道气的一部分被再循环， 并且被混合到影响入口温 说 明 书 CN 103321750 A 5 3/7 页 6 度式空气入口系统中的入口空气， 以加热入口空气。 对于烟道气再循环， 联合循环功率装置 典型地还包括 ： 布置在 HRSG 下游的烟道气分流器， 其将烟道气分成抛弃到环境或进一步处 理的烟道气流和供再循环的一个烟道气流 ； 用以控制再循环烟道气质量流量的控制装置 ； 以及再冷却器， 其用以在再循环烟道

21、气在影响空气入口温度式空气入口系统中与新鲜的环 境空气混合之前， 控制再循环烟道气的温度。 0022 在方法的又一个实施例中， 减小燃气涡轮的冷却空气质量流量， 以提高涡轮出口 温度， 并且从而提高流通蒸汽温度。 备选地或以组合的方式， 提高冷却空气冷却器的再冷却 温度， 以提高流通蒸汽温度。 0023 根据方法的另一个实施例， 影响入口温度式入口系统设计成冷却入口空气。冷却 入口温度可扩大在高的环境温度下的运行能力。 另外， 取决于设计和运行状况， 冷的或暖的 联合循环功率装置的加载必须在所谓的停顿点处停止， 在停顿点处， 燃气涡轮运行一定时 间， 直到涡轮的关键构件达到阈值温度值为止。 在

22、达到这些阈值之后， 燃气涡轮可进一步加 载。通过冷却入口温度， 可提高阈值下的燃气涡轮功率。由于用入口冷却得到的较低的蒸 汽温度， 在阈值处无延迟地持续加载甚至也是可行的。 在达到目标负载或基础负载之后， 蒸 汽涡轮逐渐升温， 并且随着时间的推移减少入口冷却是可行的， 直到最终可完全关闭入口 冷却。 0024 根据方法的另一个实施例， 影响入口温度式空气入口系统包括用于入口空气的空 气调节系统。 0025 根据方法的另一个实施例， 把水喷射到影响的入口温度空气入口系统中。对于这 个方法， 影响入口温度式入口系统包括喷水系统。 0026 根据方法的另外的另一个实施例， 燃气涡轮以顺序燃烧的方式运

23、行， 并且包括两 个燃烧器和两个涡轮。 特别地， 在运行期间， 当入口空气温度在影响入口温度式入口系统中 提高时， 第二燃烧器不运行。 0027 除了该方法之外， 设计成执行该方法的联合循环功率装置也是本公开的目标。 0028 公开的联合循环功率装置包括燃气涡轮， 燃气涡轮具有 ： 影响入口温度式空气入 口系统， 其用于调节入口空气的温度 ； 在影响入口温度式空气入口系统下游的压缩机， 其用 于提高空气的压力， 并且配备有用于调节入口质量流量的可变入口导叶 ； 在压缩机下游的 至少一个燃烧器， 其用于燃烧燃料与来自压缩机的压缩空气 ； 以及在燃烧器下游的至少一 个涡轮， 其用于使热的燃烧气体膨

24、胀， 从而产生机械功率。联合循环功率装置进一步包括 ： 在燃气涡轮下游的 HRSG， 其用于产生流通蒸汽 ； 蒸汽涡轮， 其用于使流通蒸汽膨胀， 从而产 生机械功率 ； 以及控制系统。 控制系统的特征在于其包括闭环控制方案， 闭环控制方案构造 成产生指示流通蒸汽温度的控制变量， 以及根据该控制变量来控制影响入口温度式空气入 口系统和 / 或可变入口导叶， 使得在联合循环功率装置的运行期间， 流通蒸汽温度保持在 期望目标蒸汽温度处或在期望目标蒸汽温度之上。 为了将流通蒸汽温度保持在目标蒸汽温 度处或在目标蒸汽温度之上， 关闭 VIGV， 其中， VIGV 的关闭度是相对于目标温度的偏差的 函数。

25、另外， 为了提高蒸汽温度， 入口温度式空气入口系统可提高入口温度， 而为了降低蒸 汽温度， 影响入口温度式空气入口系统可降低入口温度。 0029 装置的控制器具有连接到所述影响入口温度式空气入口系统上的第一输出， 以及 连接到所述可变入口导叶上的第二输出。 说 明 书 CN 103321750 A 6 4/7 页 7 0030 根据公开的燃气涡轮的实施例， 控制变量产生器件包括温度传感器， 其尤其用于 直接测量涡轮出口温度。 0031 根据公开的燃气涡轮的另一个实施例， 影响温度式空气入口系统设计成加热入口 空气。特别地， 来自压缩机的后级的压缩空气通过控制阀而馈送回影响入口温度式空气入 口系

26、统中， 控制阀连接到控制器上。 0032 根据公开的燃气涡轮的另一个实施例， 影响入口温度式空气入口系统设计成冷却 入口空气。根据公开的燃气涡轮的另一个实施例， 影响入口温度式空气入口系统设计成把 水喷射到入口空气流中。 0033 根据公开的燃气涡轮的又一个实施例， 影响入口温度式空气入口系统包括用于入 口空气的空气调节系统， 空气调节系统连接到控制器上。 0034 根据公开的燃气涡轮的另一个实施例， 燃气涡轮设计成用于进行顺序燃烧， 并且 包括两个燃烧器和两个涡轮。 附图说明 0035 根据优选的但非排它性的实施例， 以及参照附图， 另外的特性和优点将更显而易 见。 0036 图 1 显示根

27、据实施例的、 具有燃气涡轮的联合循环功率装置 (CCPP) 的示意图， 燃 气涡轮具有受控制的影响入口温度式空气入口系统， 其用于加热入口空气 ； 图 2 类似于图 1 显示根据另一个实施例的、 具有燃气涡轮的联合循环功率装置 (CCPP) 的示意图， 燃气涡轮具有受控制的影响入口温度式空气入口系统， 其用于加热空气调节 入口空气 ； 图 3 类似于图 1 和 2 显示根据另一个实施例的、 具有燃气涡轮的联合循环功率装置 (CCPP) 的示意图， 燃气涡轮具有受控制的影响入口温度式空气入口系统， 其用于把水喷射 到入口空气中， 以进行雾化或高度雾化 ； 以及 图 4 类似于图 1 至 3 显示

28、根据另一个实施例的具有燃气涡轮的联合循环功率装置 (CCPP) 的示意图， 其中， 烟道气再循环到入口空气中， 以加热空气调节入口空气 ； 以及 图 5 显示关于公开的方法和燃气涡轮的控制作用的示例性示意图。 0037 部件列表 10a-c 功率装置 11 燃气涡轮 12 空气 12a-d 影响入口温度式空气入口系统 13 可变入口导叶 (VIGV) 14 压缩机 15， 15 燃烧器 16， 16 涡轮 17 水 / 蒸汽循环 18 热回收蒸汽发生器 (HRSG) 19 蒸汽涡轮 说 明 书 CN 103321750 A 7 5/7 页 8 20 冷凝器 21 给水泵 22 控制器 23 断

29、流阀 24 控制阀 25 孔口 26 消音器 27 空气调节系统 28 水 29 控制阀 30 温度传感器 31 温度传感器输入 32 再循环烟道气再冷器 33 吹送器 34 再循环烟道气 35 排气 36 烟道气分流器 37 再循环流控制阀 38 蒸汽温度传感器 Tsteam 流通蒸汽温度 Tsteam,t目标流通蒸汽温度。 具体实施方式 0038 根据本公开， 联合循环功率装置具有闭环控制控制器， 闭环控制控制器调节空气 入口冷却量或空气入口加热量， 或者调整入口导叶角度， 使得流通蒸汽温度或检测到的涡 轮出口温度保持为期望设定值。 0039 在实施例中， 涡轮排气扩散器中的排气温度传感器

30、感测排气温度。在闭环控制方 案中使用燃气涡轮入口装置 ( 诸如冷却器、 空气预热器和 / 或防冰系统 ) 和入口导叶角度 促动器， 以便使检测到的排气温度保持为期望设定值。在燃气涡轮装置或联合循环功率装 置 CCPP 中可使用公开的方法 优点 ： 在燃气涡轮运行期间， 可将燃气涡轮的排气温度调整为期望值。 因此， 燃气涡轮的排气 能量可保持为使得 CCPP 或联产装置的底层循环可在不由于运行状况的瞬时变化而过度消 耗寿命的情况下持续运行的水平。优选地， 燃气涡轮可在设计 ( 或接近设计 ) 条件下持续 运行。 0040 图 1 显示根据实施例的、 具有燃气涡轮 11 的联合循环功率装置 (CC

31、PP)10a 的示意 图， 燃气涡轮11具有受控制的影响入口温度式空气入口系统12a， 其用于加热入口空气。 燃 气涡轮 11 包括 ： 影响入口温度式空气入口系统 12a， 它在其入口处接收空气 12 ； 具有可变 入口导叶 (VIGV)13 的压缩机 14 ； ( 第一 ) 燃烧器 15 ； ( 第一 ) 涡轮 16 ； 以及水 / 蒸汽循环 说 明 书 CN 103321750 A 8 6/7 页 9 17， 其具有热回收蒸汽发生器 (HRSG)18、 蒸汽涡轮 19、 冷凝器 20 和给水泵 21。 0041 涡轮 16 的排气经过热回收蒸汽发生器， 以便产生对水 / 蒸汽循环 17

32、必要的蒸汽。 在这个实施例中， 借助于涡轮16的出口处的温度传感器30， 直接测量排气温度。 另外， 用蒸 汽温度传感器 38 测量流通蒸汽的温度。测量的 TAT 和 / 或流通蒸汽温度值用作用于控制 器 22 的输入变量， 控制器 22 控制影响入口温度式空气入口系统 12a 和 / 或可变入口导叶 13 的运行。 0042 影响入口温度式空气入口系统 12a 接收在压缩机 14 的后级处抽出的热的压缩空 气。这个热的压缩空气通过断流阀 23、 控制阀 24、 孔口 25 和消音器 26 而馈送到影响入口 温度式空气入口系统 12a 中。控制阀 24 连接到控制器 22 的控制输出上。 00

33、43 如图 1( 以及图 2、 3 和 4) 中以虚线显示的那样， 燃气涡轮 11 可具有带有第二燃烧 器 15 和第二涡轮 16 的顺序燃烧， 后面是水蒸汽循环。 0044 图 2 显示具有不同的影响入口温度式空气入口系统 12b 的另一个实施例， 该系统 12b 包括空气调节系统 27， 空气调节系统 27 用于在入口空气 12 进入压缩机 14 之前， 影响 入口空气的温度。在这种情况下， 可变入口导叶 13 和空气调节系统 27 由控制器 22 控制。 可提供空气调节系统 27 需要的热， 或者可使用空气调节系统 27 释放的热。例如， 装置的水 蒸汽循环可提供热源或热沉。例如释放的热

34、的可用来预热水。低级热可用作热源。 0045 图 3 显示具有不同的影响入口温度式空气入口系统 12c 的另一个实施例， 该系统 12c包括用于把水28喷射到入口空气中的器件。 借助于控制阀29来控制喷射的水量， 控制 阀 29 连接到控制器 22 的控制输出上。但是， 用于喷水的其它控制器件是可行的。 0046 可借助于雾化或高度雾化系统来喷水， 例如包括高压泵和喷嘴的系统。 0047 备选地， 影响入口温度式空气入口系统可包括激冷系统或蒸发式冷却器系统。 0048 图 4 显示具有不同的影响入口温度式空气入口系统 12d 的另一个实施例， 该系统 12d包括用于将再循环烟道气34引入到入口

35、空气中以加热空气调节入口空气的器件。 再 循环烟道气在烟道气分流器 36 中从离开 HRSG 18 的烟道气流分支出来。再循环烟道气 34 的质量流量由节气闸或再循环流控制阀 37 调节。为了补偿再循环系统的压力损耗， 吹送器 或可变速度吹送器 33 可布置在烟道气管道中。在这个示例中， 再循环烟道气可在烟道气再 冷器 33 中再冷却， 以避免入口空气中有大的温度不均一性。 0049 备选地， 影响入口温度式空气入口系统可包括具有外部热源的空气预热器系统， 而非使空气从压缩机出口再循环到压缩机入口。 0050 大体上， 闭环控制使用排气温度 (TAT) 作为控制系统的输入， 并且在优化排气温

36、度的情况下控制燃气涡轮运行。 0051 通过控制以下参数中的至少一个来进行控制 ： 可变入口导叶 VIGV 的位置 ； 通过调整控制阀 24 的位置控制入口放气质量流量 ； 调整控制阀 29 的位置， 控制阀 29 调整冷却空气入口的水 28 的质量流量 ； 调整控制阀的位置， 控制阀调整流喷射到燃烧器 15、 15 ( 在图 1-4 中未显示 ) 中的 燃料质量。 0052 不是直接测量 TAT 或流通蒸汽温度 ( 用温度传感器 30 或 38)， 控制系统输入也可 为根据在线热平衡计算而计算出的 TAT。 说 明 书 CN 103321750 A 9 7/7 页 10 0053 备选地，

37、如果无法获得或使用直接的 TAT 测量， 则可使用其它间接的输入变量 ： 在燃气涡轮出口处的排放 ( 例如 NOx)， 或者 别处的温度测量 ( 温度传感器输入 31 图 1-4)， 例如在涡轮的最后一级导叶上， 该导 叶通常不被冷却。 0054 除了测量排气温度 TAT 之外， 可测量压缩机入口和出口温度。 0055 另外的关注的参数与环境状况 ( 环境温度、 环境压力、 环境湿度 ) 有关。 0056 其它参数为入口压降、 雾化和高度雾化系统所喷射的水质量流量、 在蒸发式冷却 器中循环的水质量流量、 燃烧器 15、 15 中喷射的水 / 蒸汽质量流量。 0057 示例 ： 已经针对包括 G

38、T26 型燃气涡轮的功率装置来介绍了在低负载运行期间运行的根据图 1 的空气再循环系统 ( 也称为防冰 )。为了达到高得足以使 CCPP 在低负载需求期间保持运 行且没有惩罚(例如蒸汽涡轮寿命惩罚)的涡轮排气温度， 防冰系统接通， 并且在闭环控制 中运行。 0058 图 5 显示在低负载运行期间 ( 如果系统在运行 ) 的预期涡轮排气温度 TAT 和空气 再循环质量流量 ARMF 作为环境温度 Tamb的函数。当环境温度 Tamb降到某个水平之下 ( 例 如 22 ) 时， 通过开始和提高空气再循环质量流量 ARMF， 来停止涡轮排气温度 TAT 的对应 的降低。该概念还包括调整 VIGV 位

39、置， 以便优化排气温度。 0059 在CCPP中， 目标是控制流通蒸汽温度Tsteam。 可直接测量这个温度， 或者可通过TAT 来控制这个温度。 0060 针对燃气涡轮负载来设定目标温度 Tsteam,t， 并且借助于可变入口导叶 VIGV 以及对 压缩机入口状况的调节来控制蒸汽温度 Tsteam。 0061 调节包括下者中的至少一个 ： 控制入口温度 ； 借助于防冰系统进行预热， 即， 使压缩机出口空气或抽出的空气再循环 ( 参见 EP 2 180 165) ； 通过使排气再循环来进行预热 ( 参见 US 2008/0309087) ； 借助于另一个热源来进行预热， 例如来自水 / 蒸汽循

40、环的蒸汽等 ； 冷却 ； 控制入口气体组成 ； 水喷射或加湿。 0062 在低的部分负载下， 可减少冷却空气， 从而提高 TAT 和 Tsteam。 0063 典型地， 对于大多数运行状况， 控制将局限于预热。例如在冷装置的加载期间， 或 者在环境温度非常高的某些极端情况下， 冷却可为必要的。 0064 流通蒸汽温度 Tsteam,t的目标值可为负载的确切函数。但是， 蒸汽， Tsteam,t还可取决 于蒸汽涡轮的转子或定子温度。当转子或定子尚未完全变暖时， Tsteam,t可较低。随着转子 和定子变暖， Tsteam,t随时间改变。 0065 在实施例中， 燃气涡轮控制将燃气涡轮保持在正好可保持 Tsteam,t的最小负载处。 说 明 书 CN 103321750 A 10 1/5 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 103321750 A 11 2/5 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 103321750 A 12 3/5 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 103321750 A 13 4/5 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 103321750 A 14 5/5 页 15 图 5 说 明 书 附 图 CN 103321750 A 15